人工湿地计算书

人工湿地计算书

1、尾水提升泵房集水池基本参数

集水池设计规模为30000m3/d，约折合1250m3/h，按水力停留时间HRT为0.25 h计，集水井有效容积应为312.5 m3，考虑到与污水厂原有排污管道相契合，

集水设计尺寸为：L×B×H=15m×9m×5.7m，

有效容积L×B×H=15m×9m×2.5m=337.5m3。

2、尾水提升泵泵参数

流量420m3/h；

五台，四用一备；

扬程15m；

功率30KW；

效率74%，工作时间24h/d。

3、跌水复氧区

跌水复氧区分为跌水坝，受水池两部分。

跌水坝设计跌水高度为1.6m，采用二级跌水；

采用堰式出水，布水槽单宽流量取48m3/(h·m)，则布水槽长度为35m，整个跌水坝占地面积约100m2。

设置受水池1座，池深1.5米，占地面积约890m2。另外在受水池出水端设置拦水坝1座，受水池出水从拦水坝顶部漫流分别进入潜流人工湿地和人工溪流。

为防止冬季来水中热量大量损失，该工程如进入冬季运行，拟设置超越管路，将跌水坝超越，尾水提升泵房来水直接进入受水池内。

4、人工湿地基本参数

本项目主体处理单元分为潜流湿地区、人工溪流及人工湖、表流湿地、氧化塘四个区域，为便于设计计算，所有处理单元均按处理效率折算为表流湿地进行计算，折算系数k如下。

表8、折算系数取值表

4.1、理论人工湿地面积计算

计算公式：A L=[Q×（C0－C1）×10-3]/q os×10-4

其中A L为理论人工湿地面积（m2）

Q为流量（m3/d），设流量为30000 m3/d。

C o为进水BOD（mg/l），设定进水BOD为20mg/l。

C1为出水BOD（mg/l），设出水BOD为10mg/l。

q os为表面有机负荷（kg/hm2·d），本项目取30kg/hm2·d（设计范围为15 kg/hm2·d-50 kg/hm2）

经计算，理论人工湿地面积A L=100000m2

4.2、各单元有效面积计算

潜流湿地：本项目潜流湿地面积为固定值A1=4500m2（受公园内地形限制），折合成理论湿地面积为：A L1=4A1=18000m2

人工溪流及人工湖：本项目人工溪流及人工湖面积为固定值A2=33770m2（满足公园水体面积要求），折合成理论湿地面积为：A L2=0.5A2=16885m2表流湿地：由于表流湿地和氧化塘的折算系数相同，故无需计算各自占地面积，根据现有场地地形条件，可令表流湿地与氧化塘占地面积相同。剩余理论湿地面积为：100000-18000-16885=65115m2，则A3=0.5×65115=32557.5m2（实际设计面积约37800m2）。

氧化塘：氧化塘占地面积与潜流湿地相同，即A4=A3=32557.5m2（实际设计面积约30000m2）。

4.3、平面设计

（1）潜流湿地

潜流湿地面积约为4500m2，若潜流湿地床长度过长，易造成湿地床中的死区，且使水位难于调节，不利于植物的栽培，L：B一般控制在1至3之间。

考虑到与公园景观相融合，将此区域分为四块，每一部分尺寸为B=28m，L=40m，As2=4×L×B=4×28×40=4500m2。

进出水系统的布置：湿地床的进水系统应保证配水的均匀性，一般采用多孔

管和三角堰等配水装置。进水管应比湿地床高出0.3m。湿地的出水系统一般根据对床中水位调节的要求，出水区的末端的砾石填料层的底部设置穿孔集水管，并设置旋转弯头和控制阀门以调节床内的水位。

填料的使用：潜流人工湿地填料主要组成、厚度及粒径分布见表9。

表9、人工湿地填料分析表

潜流人工湿地床的水位控制：床中水面浸没植物根系的深度应尽可能均匀。

（2）人工溪流及人工湖

设计人工溪流两条，分别布置于潜流湿地两侧，总占地面积约890m2，在人工溪流中部设置跌水坝，跌水高度0.5m，对处理水进行再次复氧。人工溪流出水汇入人工湖内。

人工湖采用三湖串联形式，能够最大限度降低死水区，同时保证景观效果。人工湖最大水深为3m，护坡采用绿色生态型护坡，坡度为迎水面坝坡1：1.75，背水面坝坡1：1.5。

（3）表流湿地

表面流湿地设计为3组，单组长宽比设为3：1，而湿地面积约为36800m2，As1 = 3×L×B = 3×3B×B = 37800m2，

B=65m，L=195m

基质选取：应优先采用当地的表层种植土，如当地原土不适宜人工湿地植物生长时，则需进行置换。种植土壤的质地宜为松软粘土—土壤，土壤厚度宜为20~40cm，渗透系数宜为0.025~0.35ch/h。

（4）氧化塘

氧化塘分别设置于表流湿地东西两侧，其中东侧氧化塘作为排水塘使用。氧化塘充分利用现有鱼塘改造而成，占地面积约30000m2。

4.4、植物布置

根据项目区的特点，人工湿地的水生植物选择耐污能力强、净化效果好、根

系发达、经济和观赏价值高的湿地植物，并需要具有极强的耐寒能力。针对不同湿地的去污能力分析比较，最常见的湿地植物有芦苇和香蒲，但是这两种植物在景观上表现过于单一。因此，在以下原则基础上：多年生植物，兼顾净化和美观效果；尽可能选择土著种或已驯化种；能够具有观花、观叶效果的植物要求花期长；尽量保持根系能越冬生长；对人工湿地的植物进行配置。

表10、复合型湿地植物选择及搭配表

植物类型水平表面流型潜流型稳定塘人工湖

漂浮植物/ / 荇菜、萍逢草荇菜、萍逢草根茎、球茎/ / / 睡莲、荷花

挺水植物芦苇、香蒲、黄

菖蒲、灯心草、

水葱、千屈菜

芦苇、千屈菜、

花菖蒲、水葱、

香蒲

芦苇、千屈菜、

花菖蒲、水葱、

香蒲

芦苇、千屈菜、

花菖蒲、水葱、

香蒲

沉水植物/ / 金鱼藻、黑藻、

伊乐藻

金鱼藻、黑藻、

伊乐藻

5、人工湖重力排水管线水力计算

人工湖建于扶余市人民公园内，公园雨水通过雨水管路排入人工湖内。共有四条雨水管路排入人工湖，均为DN300混凝土管，坡度为0.003。单管最大雨水流量为52.97L/s，则排入湖内的最大雨水量约为212L/s。湖水自身接收的设计雨水量约为480L/S，故总设计雨水量Q S=212+480=692L/s=0.692m3/s。

拟采用DN1000钢筋混凝土管道排水，按满流计算，

则管内流速：v=Q/0.25πD2=0.692/0.25×3.14×12=0.88m/s

水力半径：R=0.25D=0.25m

管道粗糙系数：n=0.013

水力坡降：

排水管路总长度约为500m，即：L=500m

管道沿程水头损失：

人工湖开闸泄水时，水位允许的抬升高度为0.5m（从178.6m抬升至179.1m）＞0.4m，故采用DN1000混凝土管满足设计要求。

由于尾水处理量远小于设计雨水量，采用DN1000管同时作为尾水排水管同